JP4526690B2 - プリント基板の穴明け加工方法 - Google Patents

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、加工するプリント基板の上面位置に応じて、ある加工位置から次の加工位置に移動する時のスピンドルの加工時高さを定めるようにしたプリント基板の穴明け加工方法に関する。
【０００２】
【従来の技術】
プリント基板に穴明けをする場合、ドリルの周辺を押えながら加工をすると、加工した穴の入り口にばりや返りが発生せず、品質に優れる穴を加工することができる。そこで、工具を保持するスピンドルの先端にプレッシャフットを配置しておき、ドリルがプリント基板に当接するのに先立ち、プレッシャフットによりプリント基板を押えるようにしている。
【０００３】
１個の穴の加工時間は、スピンドルの上下移動する距離によって決まる。そこで、特開平７−２９０３９９号公報では、スピンドルユニットの移動量を検出する検出手段と、スピンドルユニットとプレッシャフットとの間に配置され、スピンドルユニットとプレッシャフットとの相対移動を検出するセンサと、加工位置を移動するときのワークとプレッシャフットの間隙量を設定する間隙設定手段と、前記センサで、スピンドルユニットとプレッシャフットとの相対移動を検出したとき、前記検出手段の出力と間隙設定手段の出力に基づいて、加工位置を移動する際のスピンドルユニットの上昇端を算出する演算手段とを設けている。
【０００４】
そして、加工開始前に、スピンドルユニットをワークに向けて移動させ、プレッシャフットがワークの上面に接触して、スピンドルユニットとプレッシャフットとの間に相対移動が発生し、その相対移動がセンサで検出されたときのスピンドルユニットの位置を検出手段で検出し、この検出結果に間隙設定手段に設定された間隙量を加算することにより、加工位置を移動する際に、スピンドルユニットを上昇させる位置（以下、加工時高さという）を算出し、ＮＣ装置に設定している。
【０００５】
このように、ワークの上面を基準として、加工時高さを設定すると、スピンドルを移動させる際にワークとプレッシャフットの干渉を防止できる。また、加工部から発生する切粉を排出するために、プレッシャフットを通して供給される吸引力によるワーク（上板）の吸い付きをなくし、しかも、加工時における空送りを最小限にして、加工効率を向上させることができた。
【０００６】
【発明が解決しようとする課題】
ところで、プレッシャフットによるワークの押えが十分でない状態でプリント基板にドリルを切り込ませると、ドリルの先端が滑り、加工位置がずれたり、ドリルが折れる。このため、未使用のプレッシャフットを初めて使用する場合、ドリルの先端はプレッシャフットの先端から２ｍｍ程度上方に位置決めされる。すなわち、ドリルの先端がプレッシャフットの先端から２ｍｍ程度引き込んだ位置に位置決めされる。そして、加工時間を短縮するため、テーブルが完全に停止する前に、プレッシャフットをプリント基板に当接させ、略テーブルが停止すると同時にドリルを切り込ませるようにしている。
【０００７】
つまり、プレッシャフットの先端がプリント基板に当接してから、テーブルが停止するまでの間、プレッシャフットはプリント基板上を滑り、先端が徐々に摩耗する。プレッシャフットの先端が摩耗すると、ワークとプレッシャフットの間隙は大きくなるので、プレッシャフットの先端がプリント基板と干渉することはなくなる。
【０００８】
しかし、プレッシャフットが摩耗した場合、プレッシャフットの先端とドリル先端との距離が短くなり、例えば、この距離が１ｍｍ以下になると、テーブルが完全に停止する前にドリル先端がプリント基板に当接し、加工精度が低下したりドリル折れが発生する。このため、作業者は定期的にプレッシャフットの摩耗量を測定しなければならず、作業性が低下した。
【０００９】
ドリルの先端を測定することができる測定器を設け、ドリル先端の位置を確認するように構成すれば、上記の問題は解決されるが、装置のコストが高くなるだけでなく、作業性も低下する。
【００１０】
本発明の目的は、上記従来技術における課題を解決し、安価なコストで、作業性を向上させることができるプリント基板の穴明け加工方法を提供するにある。
【００１１】
【課題を解決するための手段】
上記の目的を達成するため、本発明は、工具（１２）を保持するスピンドル（１１）の位置と、前記スピンドルの先端側に配置したプレッシャフット（１５）の前記スピンドルに対する相対移動量と、予め設定される前記プレッシャフットの先端（１６ｕ）とワーク（２０）上面との距離に基づいて、ある加工位置から次の加工位置に移動する時の前記スピンドルの加工時高さ（Ｚｄ）を定めるようにしたプリント基板の穴明け加工方法において、前記プレッシャフットの摩耗量（Ｍ）を検出し、前記検出した摩耗量に基づいて前記プレッシャフット先端の高さをワーク上面より離反する方向に補正する、ことを特徴とするプリント基板の穴明け加工方法にある。
【００１２】
また、前記プレッシャフットの摩耗量は、穴明け加工が所定回数進行した前後での所定の基準ステーション（２）に対する前記プレッシャフットの先端当接時における前記スピンドルの位置の差に基づいて検出することを特徴とする。
【００１３】
また、前記補正では、前記加工時高さを予め定める値に保つようにすることを特徴とする。
【００１４】
また、前記プレッシャフットの許容摩耗量（α）を定めておき、前記検出した摩耗量が前記許容摩耗量に達した場合にアラームを発することを特徴とする。
【００１５】
【発明の実施の形態】
以下、本発明を図示の実施の形態に基づいて説明する。図１は、プリント基板穴明機の要部を示す正面図である。
【００１６】
同図において、テーブル１は、図示を省略するプリント基板穴明機のベッド上をＸ方向(図の紙面と垂直の方向）に移動自在に支持されている。基準ステーション２は、テーブル１上に固定されている。
【００１７】
クロススライド３は、Ｙ方向(図の左右方向）に移動自在に支持されている。サドル４は、クロススライド３にＺ方向(図の上下方向)に移動自在に支持されており、背面に固定された図示を省略するナットが送りねじ５に螺合している。送りねじ５は、モータ６により回転駆動される。モータ６には、ロータリーエンコーダ７が配置されている。ロータリーエンコーダ７は、ＮＣ装置８に接続されている。
【００１８】
スピンドルユニット１０は、サドル４に固定されている。スピンドル１１はスピンドルユニット１０に支持されている。ドリル１２は、スピンドル１１に回転自在に支持されたロータ１３の先端に設けられた図示を省略するコレットチャックにより、着脱自在に保持されている。
【００１９】
１対のシリンダ１４がスピンドルユニット１０に固定されている。シリンダ１４には、所要の圧力の圧縮空気が供給されている。プレッシャフット１５は、スピンドル１１の一端に嵌合するように配置され、シリンダ１４に支持されてＺ方向に移動自在である。プレッシャフット１５の先端には、合成樹脂製のブッシュ１６が着脱自在に固定されている。プレッシャフット１５の側面には、ドッグ１７が固定されている。ドッグ１７は、スピンドルユニット１０とプレッシャフット１５が予め定める距離だけ相対移動すると、センサ１８がオンするように配置されている。また、図中の２０は、ワークとしてのプリント基板である。
【００２０】
ここで、プレッシャフット１５が下側の移動端（下端）にあるとき、未使用のブッシュ１６の先端１６ｕとドリル１２の先端１２ｐとの距離はａ、センサ１８がオンするまでのドッグ１７の移動量をｂ、加工時における先端１６ｕとプリント基板表面との距離をｇ（図示省略）とする。また、２点鎖線で示すＺ０は、サドル４すなわちスピンドルユニット１０の高さ方向の基準位置であり、座標は０である。なお、図の下方がプラスである。また、ＮＣ装置８は加工した穴の数ｎをカウントする機能、およびカウントしたｎと後述する摩耗量Ｍを記憶する機能を備えている。また、摩耗量の許容値αと摩耗量を測定すべき加工済み穴数Ｎが予め入力されている。
【００２１】
次に、本実施の形態の動作を説明する。図２は、本発明の動作を示すフローチャートである。ここでは、プレッシャフット１５に未使用のブッシュ１６を保持させたときの動作を説明する。なお、未使用のブッシュ１６を保持させたときには、後述する摩耗量Ｍの値を０にしておく。
【００２２】
図示を省略する起動釦がオンされると、ＮＣ装置８は、摩耗量Ｍの値を参照し（図２のＳ１００）、Ｍ＞０の場合はＳ１４０の処理を行い、Ｍ＝０の場合はＳ１１０の処理を行う。ここでは、Ｍ＝０であるから、Ｓ１１０により、測定回数ｉをｉ＝１としてＺ１の測定を行う。すなわち、スピンドルユニット１０を基準位置におく。そして、ドリル１２の軸線を基準ステーション２の中心に位置決めし、ロータリーエンコーダ７で移動距離を測定しながら、スピンドルユニット１０を下降させる。すると、先ず、先端１６ｕが基準ステーション２の表面に当接し、さらにスピンドルユニット１０を下降させると、プレッシャフット１５はシリンダ１４の付勢力に抗して、スピンドルユニット１０に対して相対的に上昇する。先端１６ｕが基準ステーション２の表面に当接した後、スピンドルユニット１０がｂ下降すると、プレッシャフット１５が相対的にｂ上昇し、センサ１８がオンする。ＮＣ装置８はセンサ１８がオンしたときのスピンドルユニット１０の座標Ｚｉ（ここではｉ＝１）を求め（Ｓ１２０）、求めた座標Ｚ１を基準座標Ｚ１として記憶する（Ｓ１３０）。以下、基準ステーション２を用いて、センサ１８がオンする時のスピンドルユニット１０の座標Ｚｉを求める処理を、ブッシュの摩耗量測定という。
【００２３】
次に、プリント基板２０上にドリル１２の軸線を位置決めし、スピンドルユニット１０を基準位置から下降させ、センサ１８がオンするときのスピンドルユニット１０の座標Ｚｋを求める（Ｓ１４０）。そして、加工時におけるスピンドルユニット１０の上昇端の座標Ｚｄを
Ｚｄ＝Ｚｋ−ｂ−ｇ−Ｍ・・・式１
として（Ｓ１５０）、穴数ｎがｎ＝Ｎになるまで加工を行う（Ｓ１５５、Ｓ１６０）。
【００２５】
また、穴数ｎがｎ＞Ｎである場合は、ｉ＝ｉ＋１として（Ｓ１７０）、ブッシュの摩耗量測定を行うことにより座標Ｚｉを求め（Ｓ１８０）、摩耗量ＭをＭ＝Ｚｉ−Ｚ１とする（Ｓ１９０）。そして、Ｍと許容値αとを比較し（Ｓ２００）、Ｍ＜αの場合はＳ２１０の処理を行い、Ｍ≧αの場合はアラームを表示して加工を中止する。Ｓ２１０では、摩耗量Ｍの値を更新させて記憶し（Ｓ２１０）、穴数ｎをリセットして（Ｓ２３０）、Ｓ１４０の処理を行う。
【００２６】
この結果、ブッシュが摩耗しても、ドリル先端とプリント基板の表面との距離を、当初の値に保つことができる。したがって、テーブル１が停止してから、ドリル１２をプリント基板に切り込ませることができ、加工位置がずれたり、ドリルが破損することを防止できる。
【００２７】
なお、この実施の形態では基準ステーション２を用いてブッシュの摩耗量測定を行うようにしたが、特別な基準ステーションに代えてテーブル１の表面を所定の基準ステーションとして用いるようにしてもよい。
【００２８】
【発明の効果】
以上説明したように、本発明によれば、プレッシャフットの摩耗量を検出し、該検出した摩耗量に基づいて前記プレッシャフット先端の高さをワーク上面より離反する方向に補正するので、テーブルが完全に停止する前にドリル先端がプリント基板に当接するようなことは防止され、加工精度が向上する。また、作業性が低下したり、加工位置がずれたり、ドリルが破損することを防止できる。
【００２９】
また、プレッシャフットの摩耗量を、所定の基準ステーションを利用して検出するので、摩耗量が正確かつ簡単に検出される。
【００３０】
また、前記補正は、摩耗量Ｍが０であるときの値などのような予め定める値に加工時高さを保つようにするので、加工精度が向上する。
【００３１】
また、検出した摩耗量が許容摩耗量に達した場合にアラームを発するので、プレッシャフットの適切な交換時期を容易に知ることができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】プリント基板穴明機の要部を示す正面図である。
【図２】本発明の動作を示すフローチャートである。
【符号の説明】
１２ 工具（ドリル）
１１ スピンドル
１５ プレッシャフット
Ｍ 摩耗量
α 許容摩耗量

Claims (1)

1. 工具を保持するスピンドルと、前記スピンドルの先端側に配置したプレッシャフットと、前記スピンドルと前記プレッシャフットとの相対移動を検出するセンサとを有し、
   前記スピンドルを基準位置から下降させ、前記センサがオンするときの前記スピンドルの座標から前記センサがオンするまでの相対移動量を差し引いて、
   さらに、予め設定される前記プレッシャフットの先端とワーク上面との距離を差し引いた座標を、ある加工位置から次の加工位置に移動する時の前記スピンドルの加工時高さとして定めるようにしたプリント基板の穴明け加工方法において、
   所定の基準ステーションに対して下降させたときの前記センサがオンする前記スピンドルの座標と所定回数加工後の前記スピンドルの座標との差を前記プレッシャフットの摩耗量とし、
   前記摩耗量を前記加工時高さの座標からさらに差し引いた値を加工時における前記スピンドルの上昇端の座標として設定し、
   前記プレッシャフットの許容摩耗量を求めておき、
   前記摩耗量が前記許容摩耗量に達した場合にアラームを発する、
   ことを特徴とするプリント基板の加工方法。

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